[發明專利]無人機式草原植被樣方識別采集稱重一體裝置

有效

• 申請號: 202011376476.7
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112345289B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 曹秉帥;張孝飛;張愛國;嚴巖;顧羊羊;李文靜;杜薇;單楠;徐德琳;敖文;龐博;竇華山;王書航;王文林;鄒長新;張哲;張博;錢璽亦;范子怡;劉波
• 申請（專利權）人: 生態環境部南京環境科學研究所;呼倫貝爾市北方寒冷干旱地區內陸湖泊研究院
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08;G01D21/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩

1.無人機式草原植被樣方識別采集稱重一體裝置，其特征是：包括無人機(1)、無人機支架(2)、機械手滑軌(3)，左機械手(4)、右機械手(5)、切斷機構(6)、識別系統(7)以及稱重系統(8)，其中，

無人機(1)包括具有飛行能力的無人機主體(11)、無人機攝像頭(12)、采集綜合控制模塊(13)、電池(14)、無線信號收發裝置，所述的無人機攝像頭(12)用于采集草原地面信息，并將信息通過無線信號收發裝置發送至遠程控制端，遠程控制端向無線信號收發裝置發送信號，控制無人機主體(11)升降；

所述的無人機支架(2)固定在無人機主體(11)下方，無人機支架(2)上固定有稱重橫移電缸(21)和機械手滑軌升降電缸(22)，所述的稱重橫移電缸(21)的電缸軸水平設置，稱重橫移電缸(21)的電缸軸前端通過豎直的稱重連接桿(23)與稱重系統(8)固定連接，稱重橫移電缸(21)伸縮時，能帶動稱重系統(8)橫移，所述的機械手滑軌升降電缸(22)的電缸軸豎直設置，所述的機械手滑軌升降電缸(22)的電缸軸下端與機械手滑軌(3)固定連接，機械手滑軌升降電缸(22)伸縮時，能帶動機械手滑軌(3)、左機械手(4)、右機械手(5)、切斷機構(6)和識別系統(7)整體上下移動；

所述的機械手滑軌(3)包括上滑軌(31)、左機械手固定塊(32)、右機械手滑塊(33)、機械手橫移電缸(34)、左連接架(35)和右連接架(36)，所述的左機械手固定塊(32)固定在機械手滑軌升降電缸(22)的電缸軸下端，

上滑軌(31)水平設置，左機械手固定塊(32)固定在上滑軌(31)上，右機械手滑塊(33)滑動設置在上滑軌(31)上，機械手橫移電缸(34)一端固定在左機械手固定塊(32)上，另一端固定在右機械手滑塊(33)上，機械手橫移電缸(34)伸縮時，能使右機械手滑塊(33)遠離或靠近左機械手固定塊(32)，所述的左連接架(35)的上端與左機械手固定塊(32)固定連接，右連接架(36)的上端與右機械手滑塊(33)固定連接，所述的左連接架(35)和右連接架(36)豎直設置；

所述的左機械手(4)包括左半環體(41)，左半環體(41)左端與左連接架(35)的下端固定連接，所述的左半環體(41)的下部設置有水平的左切槽(42),

所述的右機械手(5)包括右半環體(51)，右半環體(51)右端與右連接架(36)的下端固定連接，所述的右半環體(51)的下部設置有水平的右切槽(52),

所述的左半環體(41)右端和右半環體(51)左端能相互對齊合抱形成一完整環體；

所述的切斷機構(6)包括驅動電機(61)、主動輪(62)、刀片絲桿(63)、從動輪(64)、皮帶(65)、刀片滑塊(66)以及刀片(67)，所述的驅動電機(61)固定在右半環體(51)的右端或右連接架(36)下端，驅動電機(61)的轉軸與主動輪(62)的輪心連接，所述的刀片絲桿(63)左端定位在右半環體(51)上，且刀片絲桿(63)能相對于右半環體(51)旋轉，所述的從動輪(64)輪心固定在刀片絲桿(63)右端，主動輪(62)和從動輪(64)通過皮帶(65)傳動連接，所述的刀片滑塊(66)安裝在刀片絲桿(63)上，刀片(67)的右端固定在刀片滑塊(66)上，刀片(67)左側面為鋒銳尖面，所述的刀片(67)左端正對著右切槽(52)，

當左半環體(41)與右半環體(51)合抱形成一完整環體，左切槽(42)與右切槽(52)對齊，驅動電機(61)能驅動主動輪(62)旋轉，使刀片滑塊(66)向左滑動，刀片(67)左移從右切槽(52)橫切進入左切槽(42)中，使該完整環體成為一底部由刀片(67)刀身組成的上開口桶體；

所述的識別系統(7)包括橫向安裝板(71)、白光燈(72)、高光譜相機(73)以及激光雷達(74)，所述的橫向安裝板(71)安裝在右半環體(51)的上部，當左半環體(41)與右半環體(51)合抱形成一完整環體時，所述的橫向安裝板(71)位于該環體正上方，能遮擋照進環體內側的陽光，所述的白光燈(72)、高光譜相機(73)以及激光雷達(74)均安裝在橫向安裝板(71)上，

白光燈(72)將環體內空間照亮，使環體內充滿亮度一定的光線，所述的高光譜相機(73)采集位于環體內的植被樣方的光譜信息，并將該信息通過信號線發送至采集綜合控制模塊(13)，所述的激光雷達(74)能將激光信號向下射出，并接收經植被樣方反射的激光信號，從而得出植被樣方的高度及面積，所述的激光雷達(74)將測得的植被樣方高度及面積信息通過信號發射器發送至采集綜合控制模塊(13)，采集綜合控制模塊(13)通過將獲得的植被樣方光譜信息與已知的植被光譜信息對比，即可獲知位于環體內的植被樣方屬于何種植被，通過環體內的植被樣方的高度及面積信息獲知植被樣方長勢狀態；

稱重系統(8)包括上端開口的收集碗(81)、熱干風機(82)、稱重秤板(83)以及碗底開合電缸(84)，所述的收集碗(81)與稱重連接桿(23)下端固定連接，左半環體(41)、右半環體(51)合抱形成的環體橫截面形狀與收集碗(81)的橫截面形狀相適應，所述的熱干風機(82)固定在收集碗(81)側面，能向收集碗(81)內吹風，對位于收集碗(81)內的植被樣方烘干，所述的稱重秤板(83)固定在收集碗(81)的底板上表面，能對位于收集碗(81)內的植被樣方稱重，所述的收集碗(81)的底板與收集碗(81)的側板鉸接配合，碗底開合電缸(84)與稱重連接桿(23)固定連接，碗底開合電缸(84)的電缸軸與收集碗(81)的底板固定連接，所述的碗底開合電缸(84)伸縮時，能帶動收集碗(81)的底板開合。